Taajuusmuuttajan jarrutusyksikön toimittaja muistuttaa, että taajuusmuunnosnopeuden säätöjärjestelmässä nopeuden vähentämisen perusmenetelmä on annetun taajuuden asteittainen pienentäminen. Kun vastusjärjestelmän inertia on suuri, moottorin nopeuden lasku ei pysy tahdissa synkronisen moottorin nopeuden laskun kanssa, eli moottorin todellinen nopeus on suurempi kuin sen synkroninen nopeus. Tällöin moottorin roottorin käämityksen leikkaamien magneettikenttäviivojen suunta on täsmälleen päinvastainen kuin moottorin vakionopeustoiminta. Myös roottorin käämin indusoiman sähkömotorisen voiman ja virran suunta on päinvastainen kuin moottorin pyörimissuunta, ja moottori tuottaa negatiivisen vääntömomentin. Tällöin moottori on itse asiassa generaattori, ja järjestelmä on regeneratiivisessa jarrutustilassa. Vastusjärjestelmän kineettinen energia syötetään takaisin taajuusmuuttajan tasavirtakiskoon, jolloin tasavirtakiskon jännite nousee jatkuvasti ja saavuttaa jopa vaarallisen tason (kuten taajuusmuuttajan vaurioitumisen).
Jarruyksikön toimintaperiaate
Jarrutusyksikkö koostuu suuritehoisesta transistorista GTR ja sen ohjauspiiristä. Sen tehtävänä on lisätä ulkoinen jarrutuskomponentti regeneroidun sähköenergian kulutuksen nopeuttamiseksi, kun purkausvirtavälikondensaattori ei pysty varastoimaan varausta määritellyllä jännitealueella tai sisäinen jarruvastus ei pysty kuluttamaan sitä ajoissa, mikä johtaa ylijännitteeseen tasavirtaosassa.
Tietyissä sovelluksissa tarvitaan nopeaa hidastuvuutta. Asynkronimoottoreiden periaatteen mukaan mitä suurempi luisto, sitä suurempi vääntömomentti. Vastaavasti jarrutusmomentti kasvaa hidastuvuusnopeuden kasvaessa, mikä lyhentää järjestelmän hidastuvuusaikaa huomattavasti, kiihdyttää energian takaisinkytkentää ja aiheuttaa tasavirtakiskon jännitteen nopean nousun. Siksi takaisinkytkentäenergia on kulutettava nopeasti, jotta tasavirtakiskon jännite pysyy tietyn turvallisen alueen alapuolella. Jarrutusyksikköjärjestelmän päätehtävänä on poistaa nopeasti energiaa (jonka jarruvastus muuntaa lämpöenergiaksi). Se kompensoi tehokkaasti tavallisten taajuusmuuttajien hitaan jarrutusnopeuden ja pienen jarrutusmomentin (≤ 20 % nimellismomentista) haitat ja sopii erittäin hyvin tilanteisiin, joissa tarvitaan nopeaa jarrutusta, mutta taajuus on alhainen.
Jarrutusyksikön lyhytaikaisen toiminnan vuoksi, mikä tarkoittaa, että jarrutusaika on joka kerta hyvin lyhyt, lämpötilan nousu jarrutusajan aikana on kaikkea muuta kuin vakaa; Jokaisen jarrutuskerran jälkeinen aikaväli on pidempi, jonka aikana lämpötila riittää laskemaan samalle tasolle kuin ympäristön lämpötila. Siksi jarrutusvastuksen nimellisteho pienenee huomattavasti ja myös hinta laskee vastaavasti; Lisäksi, koska IGBT-transistoreita on vain yksi, jonka jarrutusaika on millisekuntia, tehotransistorin päälle- ja poiskytkentäviiveiden suorituskykyindikaattoreiden on oltava alhaiset, ja jopa poiskytkentäajan on oltava mahdollisimman lyhyt poiskytkentäpulssijännitteen pienentämiseksi ja tehotransistorin suojaamiseksi; Ohjausmekanismi on suhteellisen yksinkertainen ja helppo toteuttaa. Edellä mainittujen etujen ansiosta sitä käytetään laajalti potentiaalisissa energiakuormissa, kuten nostureissa, ja tilanteissa, joissa tarvitaan nopeaa jarrutusta lyhytaikaiseen käyttöön.
Jarruyksikön toiminta
1. Kun sähkömoottori hidastuu ulkoisen voiman vaikutuksesta, se toimii generoivassa tilassa ja tuottaa regeneratiivista energiaa. Sen tuottama kolmivaiheinen vaihtosähkömotorinen voima tasasuuntataan kolmivaiheisella täysin ohjatulla sillalla, joka koostuu kuudesta vaihtosuuntaajalle ominaisesta energian takaisinkytkentäyksiköstä ja invertteriosan vapaasti pyörivistä diodeista. Tämä silta nostaa jatkuvasti tasavirtakiskon jännitettä invertterin sisällä.
2. Kun tasajännite saavuttaa tietyn jännitteen (jarruyksikön käynnistysjännitteen), jarruyksikön virtakytkinputki avautuu ja virta kulkee jarruvastuksen läpi.
3. Jarruvastus vapauttaa lämpöä, absorboi regeneratiivista energiaa, hidastaa moottorin nopeutta ja alentaa taajuusmuuttajan tasavirtakiskon jännitettä.
4. Kun tasavirtakiskon jännite laskee tiettyyn jännitteeseen (jarruyksikön pysäytysjännite), jarruyksikön tehotransistori kytkeytyy pois päältä. Tällöin vastuksen läpi ei kulje jarrutusvirtaa, ja jarruvastus haihduttaa luonnollisesti lämpöä, mikä alentaa omaa lämpötilaansa.
5. Kun tasavirtakiskon jännite nousee uudelleen ja aktivoi jarruyksikön, jarruyksikkö toistaa edellä mainitun prosessin tasapainottaakseen väyläjännitteen ja varmistaakseen järjestelmän normaalin toiminnan.